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第三章 生态系统及其稳定性
第一节 生态系统的结构
学习目标：
1. 举例说明什么是生态系统。
2. 归纳生态系统的组分，构建生态系统的结构模型。
3. 阐明生态系统是一个统一的整体。
大豆是发源于我国的重要粮食作物大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
大豆田间解剖图
1. 大豆根系会给土壤带来哪些变化？
大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤中的水和无机盐减少；
大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；
大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；
死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
问题探讨
2. 大豆与其他生物之间存在什么关系？
3. 根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系。
种间竞争：大豆与稗草等。捕食：大豆蚜与大豆。互利共生：大豆与根瘤菌。
生物与环境是统一的整体，生物与环境相互依赖、相互影响。
1. 概念：
在_________内，由_________与_________________________而形成的统一整体。
一定空间
生物群落
它的非生物环境相互作用
2. 范围：
生态系统的空间范围__________；
_______是地球上最大的生态系统；
生物圈包括__________________________________________；
有大有小
生物圈
地球上的全部生物及其非生物环境的总和
生态系统的范围
个体
种群
群落
非生物环境
生态系统
相同
不同
相互作用
一个池塘、一块农田、一个村庄、一片森林 …
① 一片树林____　
② 一片草原上的所有生物____　
③ 一个动物园中的全部动物和植物____　
④ 一个果园中的全部果树及其非生物环境____　
⑤ 一个果园中的全部生物及其非生物环境____
⑥ 生物圈____ ⑦ 一块朽木____ ⑧ 三千湖水库____
是
否
否
否
是
是
是
是
判断下列是否属于生态系统？
课本52页：3. 动物园里饲养着各种动物，栽培了多种植物，它们构成一个群落吗？动物园是一个生态系统吗？
动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个生态系统。
3. 类型：
生态系统
自然生态系统
人工生态系统
森林生态系统
草原生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
陆地生态系统
水域生态系统
海洋生态系统
淡水生态系统
农田生态系统
人工林生态系统
果园生态系统
城市生态系统
生态系统的范围
思考·讨论
？
分析生态系统中的结构
生态系统1
生态系统2
比较荒漠生态系统和池塘生态系统，分析两个生态系统的组成成分。
分析生态系统中的结构
1. 这两个生态系统中有哪些生物？请列出名称和分类。
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统
池塘 生态 系统
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣
真菌、细菌、放线菌
栅藻、团藻、水草
草履虫、水蚤、田螺、草鱼
青鱼、黑鱼
细菌、真菌
生物成分
2. 在上述生态系统中，除生物成分外还存在哪些成分？
阳光、热、空气、水、无机盐…
思考·讨论：
？
非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，非生物物质还是生物赖以生存的环境。
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物 非生物物质和能量
荒漠生态系统 柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿 蝗虫、蝼蛄、 叶蛾、土蜂 姬蜂、步甲、 园蛛、蜈蚣 真菌、细菌、 放线菌 阳光、水、空气、无机盐等
池塘生态系统 栅藻、团藻、 水草 草履虫、水蚤、 田螺、草鱼 青鱼、黑鱼 细菌、真菌 通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在有机物中。
通过捕食植物或其他动物获得物质和能量。
分解动植物的遗体或排遗物等获得。
4.将上述生物按照它们在生态系统中的作用进行归类，并总结生态系统的组成。
生
态
系
统
生产者
消费者
分解者
非生物物质和能量
分析生态系统中的结构
3. 每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的？不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗？
思考·讨论：
？
不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的
(一)生态系统的组成成分：
生态系统
非生物的
物质和能量
生产者
（producer）
消费者
(consumer)
分解者
(decomposer)
光、热、水、空气、无机盐等。
自养生物，主要是绿色植物
动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
生态系统的结构
1. 非生物的物质和能量
生态系统的结构
(一)生态系统的组成成分：
③地位：是生态系统的 。
①主要组成：____、_____、____、______、_______等。
光
热
水
空气
无机盐
②作用：为生物提供 ，是生物群落赖以生存和发展的基础。
必需成分
物质和能量
【补充】新陈代谢（细胞代谢）及其类型
同化作用
异化作用
：将外界物质合成自身的组成物质（合成代谢）
：将自身的组成物质加以氧化分解（分解代谢）
自养型
异养型
同化作用
兼性厌氧型：
异化
作用
需氧型：
厌氧型：
酵母菌
绝大多数植物、动物、微生物
乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫……
人：
水稻：
蛔虫：
异养需氧型
异养厌氧型
光能自养需氧型
2. 生产者
①主要组成
②作用：
③地位：
主要是绿色植物
化能合成细菌（硝化细菌、铁细菌、硫细菌）
光能自养型：
化能自养型：
物质：无机物→ ；能量： 等→化学能
是生态系统的基石（主要成分）
太阳能
有机物
思考：所有的植物都是生产者吗？
菟丝子
生态系统的结构
(一)生态系统的组成成分：
光合细菌
绿色植物
硝化细菌
同化类型：自养型
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O
能量
酶
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
硝化细菌的化能合成作用
3. 消费者
①主要组成
②作用：
③地位：
营捕食生活的生物：
营寄生生活的生物：
菟丝子、寄生动物（蛔虫）、寄生细菌或病毒
主要是动物(植食性、肉食性、杂食性动物)、猪笼草
生态系统的最活跃成分
①能够加快生态系统的物质循环；
②对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
思考：所有的动物都是消费者吗？
生态系统的结构
(一)生态系统的组成成分：
同化类型：异养型
同化类型：异养型
4. 分解者
①主要组成
③地位：
主要是营腐生生活的细菌和真菌等
营腐生生活的动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫
是生态系统物质循环中的关键成分
生态系统的结构
(一)生态系统的组成成分：
②作用：
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
拓展：有些生物具有双重“身份”
猪笼草
生产者：进行光合作用
大肠杆菌
消费者：捕食昆虫
消费者：生活在肠道中
分解者：生物在腐烂的有机体中
1.植物都是生产者吗？
2.生产者都是植物吗？
3.动物都是消费者吗？
4.消费者都是动物吗？
5.细菌都是分解者吗？
6.分解者都是细菌吗？
7.自养型生物一定是生产者吗？ 生产者一定是自养型生物吗？
8.营腐生生活的生物一定是分解者吗？
9.消费者都是异养型吗？ 异养型生物都是消费者吗？
易错点辨析：
菟丝子——消费者
蚯蚓、蜣螂、粪金龟子——分解者
蓝细菌、硝化细菌等
硝化细菌，光合细菌
病毒，菟丝子
蚯蚓、蜣螂（动物）；蘑菇（真菌）
是
是
是
不是
生态系统的结构
总结:
①植物≠生产者
②动物≠消费者
③细菌≠分解者
1. 根据生态系统中各成分的作用及物质、能量的获取方式，将生产者、消费者、分解者用箭头和文字连接起来
生产者
消费者
分解者
动物摄食
尸体、粪便
枯枝落叶、遗体
（基石）
（加快物质循环）
（不可缺少）
构建生态系统的结构模型
非生物的物质和能量
呼吸作用
光合作用
呼吸作用
分解作用
2. 在生物组分之间建立联系的基础上，生物组分与非生物组分间的关系如何体现？请把模型图上补充完善。
各组成成分之间的紧密联系,才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。
和 是联系生物群落和无机环境的桥梁。
生产者
分解者
① ②____________
③____________ ④____________
光合作用或化能合成作用
分解作用(呼吸作用)
呼吸作用
捕食
CO2等
生
产
者
遗体、粪便等
植食性动物
肉食性动物1
肉食性动物2
分解者
①
②
③
④
无机盐等
③
③
③
3. 图中①②③④分别代表什么生理过程？
A
B
C
D
B
D
A
C
练习巩固：说出两图中字母对应的各成分名称，并总结识图规律。
A________________
B________________
C________________
D________________
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生产者
A________________
B________________
C________________
D________________
生产者
分解者
消费者
非生物的物质和能量
方法规律：
1. 只有生产者与非生物的物质和能量的关系是双向的，其余各成分间的关系都是单向的。
2. 有3个指出箭头的为生产者，有3个（全部）指入箭头的为非生物的物质和能量。
3. 除非生物的物质和能量外，其他成分都指向的是分解者。
1.下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（ ）
A.能进行光合作用的生物才属于生产者
B.有的植物和微生物也可能是消费者
C.细菌和真菌等微生物全部属于分解者
D.空气和热能等不属于生态系统的组成成分
√
典题应用
2.如图为生态系统的组成成分的关系图。下列对a、
b、c所代表的成分的说法，正确的是（ ）
A.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养生物
B.a中全是异养真核生物
C.c只包括腐生细菌和真菌
D.a是该生态系统的基石，一旦遭到破坏，会影响整个生态系统的稳定
√
生产者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
玉米
蝗虫
青蛙
蛇
鹰
1. 食物链：生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
生态系统的结构
(二)生态系统的营养结构：食物链和食物网
2. 营养级： 食物链中的一个个环节，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。不代表个体, 也不一定是某一个种群。
消费者的营养级级别 = 其消费者级别_____
+1
(二)生态系统的营养结构：食物链和食物网
思考:“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是一种很常见的捕食关系，这是一条食物链吗？
树叶
蝉
螳螂
黄雀
生态系统的结构
每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。
3. 食物链的特点：
①起始点
每条食物链的起点一定是___________；
终点是不被其他动物捕食的动物，即_____________；
②组成
食物链只包括生态系统的组成成分中的________和_______，不包括________和______________________；
③方向——不可逆性
食物链中的捕食关系是_______________的结果，通常不会倒转，箭头表示物质和能量的流动方向。
④营养级个数：一般来说，食物链不超过____个营养级；
生产者
最高营养级
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
长期自然选择
五
(二)生态系统的营养结构：食物链和食物网
思考：食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
(二)生态系统的营养结构：食物链和食物网
生态系统的结构
各个营养级的生物：呼吸作用消耗掉大部分能量
其余能量有一部分流入分解者
只有一小部分能够被下一营养级的生物利用
玉米
蝗虫
青蛙
鼠
蛇
流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群。
(即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少)
①捕食链：指生物之间因捕食关系而形成的食物链，以活的绿色植物为基础，其第一营养级（开端）一定是生产者，第二营养级一定是植食性动物。
②寄生链：生物间因寄生关系而形成的食物链，以活的动植物有机体为基础，以某些专门营寄生生活的生物结束。
例：牧草→黄鼠→跳蚤→鼠疫细菌。
③腐生链：某些生物专以动植物遗体或动物的排遗物涉及食物而形成的食物链，以死亡的动植物遗体或动物排遗物为基础，以真菌、细菌和某些土壤动物结束。
例：植物残枝败柳→蚯蚓→线虫→节肢动物。
知识拓展：
(1)概念：食物链彼此相互交错的复杂营养关系。
(2)形成的原因：
①一种绿色植物可被多种植食性动物所食。
②一种植食性动物既可吃多种植物，也可能成为多种肉食性动物的食物。
(二)生态系统的营养结构：食物链和食物网
生态系统的结构
4. 食物网
(3)特征：如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在　　　上的位置可能会由其他生物来取代。
食物链
(1)图示食物网中包含____条食物链。
(2)写出图中含营养级最多的食物链：
___________________________________________。
(3)图中猫头鹰同时占有第__________________营养级。
(4)图中哪些生物属于次级消费者？___________________________________________。
(5)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是__________________。
8
草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰
三、四、五、六
狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇
捕食和种间竞争
【实战演练】
(6)该图作为生态系统缺少的成分是_______________________________。
非生物的物质和能量、分解者
(4)特点：
①同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
②食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如种间竞争和捕食。
③某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群，甚至可能不属于同一物种。
④食物网的复杂程度取决于物种数而非生物数量。
5. 食物链和食物网的意义：
4. 食物网——
①食物链和食物网是生态系统的　　　　　。
②食物链和食物网是生态系统　　　　　和　　　　　的渠道。
③错综复杂的食物网是使生态系统保持　　　　　的重要条件。一般认为，　　　.　越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就　　　。
营养结构
物质循环
能量流动
相对稳定
食物网
越强
可以确定食物链为______________
可以确定食物链为______________
1. 根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
A→C→B→D
2. 根据重金属、DDT等物质的富集现象
考点1
根据不同信息推导食物链
考点1
根据不同信息推导食物链
3. 根据各种变式模型
丙→甲→乙→丁
甲
→
→
乙
丙
→
→
丁
D→A
乙→丙→甲
1. 第一营养级生物减少：
短时间内被捕食者数量 。但从长时间来看，
会 ，最后 ;
2.“天敌”减少：
注意：如果描述的是短时间内，就只是增加
种群数量变化引起的连锁反应分析
考点2
流入这一生态系统的总能量 ，相关生物都 。
减少
减少
增加
先增加后减少最后趋于稳定，但结果比原来的数量要增大。
先增加后减少
趋于稳定
3. 中间营养级生物的减少
思考：
1. 若兔的数量大量减少，短时间内鹰的数量会不会大量变化？为什么？(将兔改成青蛙)
2. 若食草昆虫大量减少，短时间内食草鸟数量如何变化？
鹰的数量基本不变
在鹰的数量基本不变的前提下，食草鸟数量减少
当处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多捕食其他生物来维持其数量基本不变。
种群数量变化引起的连锁反应分析
考点2
食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
3.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①生产者相对稳定。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定
归纳总结：
如乌鱼大量减少，绿藻数量变化怎样？
绿藻将减少。
③以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。
4. 若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。
【课堂小结】
生态系统
范围
结构
组成成分
营养结构
非生物的
物质和能量
分解者
生产者
消费者
食物链
食物网
包括
功能
决定
通 过
捕 食
关 系
形 成
组 成
1.研究表明，在我国华北地区某苹果园里生活着多种昆虫，害虫主要有卷叶蛾、蚧虫、蚜虫和食心虫等；害虫的天敌为草蛉、异色瓢虫、螳螂等；既非害虫又非害虫天敌的中性昆虫有蚊、蝇、蚂蚁等。在果园中种草，天敌昆虫的种类和数量都有增加。判断下列说法是否正确。
(1)卷叶蛾、蚧虫、蚜虫等植食性动物是初级消费者。( )
(2)卷叶蛾→螳螂→黄雀，构成一条食物链，其中螳螂位于第二营养级。 ( )
(3)中性昆虫在果园生态系统中是多余的。( )
(4)种草后，果园中的食物网更复杂，有助于果园生态系统抵抗外界干扰。( )
练习与应用
一、概念检测
×
√
×
√
二、拓展应用
4.右图是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。请据图回答以下问题。
(1)在远洋水域，从水深30m处开始，随着水深增加，固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的非生物因素主要是___________ 。
(2)近海水域水深为___________时，生产者的数量最多。
(3)生活在水深100m以下的生物，从生态系统的组成成分看，主要是 ________________。
阳光
10-15m
消费者、分解者
2. 食物链彼此相互交错形成食物网。以下有关食物网的说法正确的是( )
A. 每种动物可以吃多种植物 B.每种生物都被多种生物捕食
C. 每种生物都只位于一条食物链上 D.一种生物可能属于不同的营养级
D
典题应用
3.(2023·江西抚州高二期末)下列有关食物链的叙述，正确的是
A.在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第二营养级
B.关于狼吃羊的食物链应写成：羊→狼
C.在生态系统中，最短的食物链由生产者与次级消费者构成
D.在食物网中，各种动物所处的营养级并不是一成不变的
√
4.下列有关图示的各项叙述，正确的是
A.图中有两条食物链
B.食物网中，狐与鸟之间既存在捕食关系，又存在种间竞争关系
C.细菌占有第二、三、四、五营养级
D.该图中的所有成分构成生物群落，狐为第三、四营养级
√

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